Solar air heater/ro

Încălzitoarele solare de aer sunt sisteme care colectează energia solară și transferă căldura aerului care trece prin încălzire, care este fie stocat, fie utilizat pentru încălzirea spațiului. Colectoarele sunt adesea negre pentru a absorbi mai multă energie solară, iar un material conductiv, adesea metal, acționează ca un schimbător de căldură. Există multe modele și sisteme diferite care pot include ventilatoare pentru a crește debitul de aer. Alternativ, se poate construi un colector pasiv astfel încât, atunci când aerul cald se ridică, să atragă aer proaspăt prin partea de jos. Ventilatoarele pot adesea crește performanța sistemului, dar necesită piese suplimentare și adaugă complexitate. Încălzitoarele solare de aer pot completa sistemele tradiționale de încălzire interioară, oferind o sursă de căldură gratuită și curată (după costurile inițiale). În timp ce norii afectează producția de energie a sistemului, metalul va stoca energie într-o zi caniculară și va reduce impactul acoperirii momentane a norilor. Pentru a obține cele mai bune rezultate, sistemul trebuie să fie neumbrit și orientat spre direcția generală a soarelui (sud pentru emisfera nordică, nord pentru emisfera sudică). ^{[ 1 ]}

În Regatul Unit, 40% din consumul total de energie a fost dedicat încălzirii spațiilor. ^{[ 2 ]} Acest procent este cea mai mare componentă a consumului de energie și poate fi redus prin simpla utilizare a încălzitoarelor solare de aer ca mijloc de a permite soarelui să încălzească pasiv zonele noastre interioare fără a consuma resursele finite ale Pământului.

Beneficiile financiare și de mediu ale implementării încălzitoarelor solare de aer pot fi estimate prin utilizarea acestui instrument RETScreen , creat de guvernul Canadei și pus la dispoziția publicului larg.

materiale

Există două metode comune folosite pentru a crea un încălzitor de aer solar. Prima este un design de tip doză pop-doză, iar cealaltă direcționează aerul printr-un canal într-un model de „șarpe”. Ambele metode folosesc materiale și unelte similare, cu doar câteva excepții.

Ambele modele necesită următoarele materiale: ^{[ 3 ] [ 4 ]}

• Placaj
• Lemn - 2"x4"
• Sticlă sau plexiglas
• Etanșant
• Izolare
• Vopsea neagră
• Garnitură din aluminiu în formă de L
• Șuruburi
• Burghiu

Pentru a construi un design în formă de „șarpe”, o bucată de tablă metalică pentru bază ar ajuta la creșterea masei termice și la îmbunătățirea transferului de căldură către aerul care trece. De asemenea, ar putea fi nevoie de hârtie abrazivă.

Alternativ, construirea designului cutiei de sucuri necesită un număr mare de cutii de sucuri și fie un mortar, fie un lipici pentru a conecta cutiile.

Trei forme de bază de încălzitoare solare de aer

Design cutie popcorn ^{[ 5 ]}

1. Determinați dimensiunile unității și construiți o cutie pentru numărul de rânduri de cutii și includeți izolație de-a lungul pereților.
2. Construiți cutia pentru a servi drept structură de bază pentru încălzitorul de aer. Poate fi construită folosind grinzi de 2" x 4", iar placajul poate servi drept bază.
3. Perforați o gaură în partea de sus a unității, iar în partea de jos, faceți un număr egal de găuri ca și rânduri de cutii (în compartimentul de 2" pe 4") pentru a acționa ca fluxuri de admisie și evacuare a aerului. Găurile trebuie să aibă aceeași dimensiune cu deschiderea cutiilor.
4. Cutia trebuie etanșată pe toate marginile pentru a preveni scurgerile de aer din sistem.
5. Izolația poate fi adăugată pentru a reduce cantitatea de căldură care iese din unitate. Izolația este plasată de-a lungul pereților interiori, iar o a doua aplicare de material de etanșare poate fi aplicată de-a lungul marginilor.
6. Spălați cutiile de aluminiu și apoi faceți găuri în partea de jos a cutiilor de aluminiu sau puteți tăia partea de sus și de jos.
7. Vopsește cutia și conservele în negru cu un strat mat.
8. Conectați conservele la rând folosind lipici (Capetele conectate la fund se potrivesc de obicei cel mai bine)
9. Atașați rândurile de cutii la pozițiile lor corespunzătoare din cutie și adăugați etanșant în jurul orificiilor de admisie a aerului.
10. Așezați foaia de sticlă sau plexiglas deasupra unității pentru a completa cutia și a închide sistemul. Fixați materialul folosind marginea din aluminiu în formă de „L”.

Design șarpe ^{[ 6 ]}

1. Determinați dimensiunile unității și construiți o cutie pentru a include izolație de-a lungul pereților.
2. Construiți cutia pentru a servi drept structură de bază pentru încălzitorul de aer. Poate fi construită folosind grinzi de 2" x 4", iar placajul poate servi drept bază. Alternativ, utilizarea unei foi de metal ca bază ar ajuta semnificativ proprietățile de transfer termic ale unității.
3. Perforați o gaură în partea superioară și inferioară a unității (în placajul de 2" x 4") pentru a servi drept orificii de admisie și evacuare a aerului.
4. Cutia trebuie etanșată pe toate marginile pentru a preveni scurgerile de aer din sistem.
5. Izolația poate fi adăugată pentru a reduce cantitatea de căldură care iese din unitate. Izolația este plasată de-a lungul pereților interiori, iar o a doua aplicare de material de etanșare poate fi aplicată de-a lungul marginilor.
6. Adăugați deflectoare poziționând bucăți suplimentare de 2" x 4" perpendiculare pe fluxul de aer, care nu se întind pe întreaga lățime a unității, ci alternează între atingerea pereților "stâng" și "dreapta".
7. Vopsește cutia și deflectorii în negru folosind o vopsea mată
8. Poziționați sticla sau plexiglasul pentru a închide unitatea și ajustați înălțimea deflectoarelor pentru a crea o potrivire perfectă pe sticlă. Acest lucru se poate face folosind hârtie abrazivă sau adăugând material de etanșare, după cum este necesar.
9. Așezați foaia de sticlă sau plexiglas deasupra unității pentru a completa cutia și a închide sistemul. Fixați materialul folosind marginea din aluminiu în formă de „L”.

Designul pipei de scurgere ^{[ 7 ]}

1. Similar cu designul cutiei de suc.
2. Determinați dimensiunile unității și construiți o cutie pentru numărul de rânduri de burlane și includeți izolație de-a lungul pereților (Adăugarea de izolație la cutia de lemn adaugă foarte puțină căldură și crește costul.)
3. Perforați o gaură în partea superioară și inferioară a unității (în placajul de 2" x 4") pentru a servi drept orificii de admisie și evacuare a aerului.
4. Cutia trebuie etanșată pe toate marginile pentru a preveni scurgerile de aer din sistem.
5. Izolația poate fi adăugată pentru a reduce cantitatea de căldură care iese din unitate. Izolația este plasată de-a lungul pereților interiori, iar o a doua aplicare de material de etanșare poate fi aplicată de-a lungul marginilor.
6. Adăugați deflectoare poziționând bucăți suplimentare de 2" x 4" perpendiculare pe fluxul de aer, care nu se întind pe întreaga lățime a unității, ci alternează între atingerea pereților "stâng" și "dreapta".
7. Vopsește cutia și deflectorii în negru folosind o vopsea mată
8. Poziționați sticla sau plexiglasul pentru a închide unitatea și ajustați înălțimea deflectoarelor pentru a crea o potrivire perfectă pe sticlă. Acest lucru se poate face folosind hârtie abrazivă sau adăugând material de etanșare, după cum este necesar.
9. Așezați foaia de sticlă sau plexiglas deasupra unității pentru a completa cutia și a închide sistemul. Fixați materialul folosind marginea din aluminiu în formă de „L”.

Locații și unghiuri optime

• Meteonorm - Oferă o referință vizuală pentru a înțelege câtă energie primește locația dvs. geografică de la soare
• Detectorul de traseu solar - Ajută la determinarea unghiului în care ar trebui poziționat colectorul, în funcție de locația dvs.
• Weatherbase - Are o bază de date extinsă cu date despre temperatură și vreme, care ar putea fi utile pentru a afla mai multe despre nevoile dvs. de încălzire și răcire
• Raport privind eficiența - O investigație privind eficiența încălzitoarelor solare de aer în climate reci

Costuri estimate

Costul construirii unui încălzitor solar de aer variază semnificativ în funcție de materialele achiziționate „noi” sau reciclate. În plus, alegerea dintre sticlă și plexiglas are un impact foarte mare asupra costului total al sistemului. În cele din urmă, există și alți factori, cum ar fi utilizarea unui ventilator, a panourilor solare , a unei baterii de rezervă, a cablurilor și a tablei, care ar putea fi încorporați în proiectare și ar crește cu siguranță bugetul.

Per total, un sistem de bază poate fi construit pentru aproximativ 95 de dolari, preț care ar putea fi ușor redus prin ingeniozitatea în strângerea componentelor. De exemplu, vedeți acesta un încălzitor solar construit din materiale recuperate: Încălzitor solar DIY pe Love and Trash .

Probleme de design

Convecția naturală în timpul unei zile însorite va permite încălzitorului să extragă aer rece din cameră, să îl încălzească și să îl expulzeze înapoi în cameră sub formă de aer cald. Noaptea și în zilele înnorate, contrariul este valabil. Încălzitorul va extrage aer din cameră în „încălzitor”, îl va răci, iar acesta va cădea înapoi în cameră. Un încălzitor solar trebuie să includă capacitatea de a sigila complet fluxul de aer. Pentru a face acest încălzitor cu adevărat utilizabil pentru persoanele care nu sunt acasă 100% din timp, încălzitorul trebuie să aibă capacitatea de a deschide orificiul de ventilație etanș atunci când temperaturile ating o temperatură mai mare decât cea a camerei, fără intervenție umană. Același lucru ar trebui făcut și în cazul încălzitoarelor echipate cu ventilator. Ventilatorul trebuie să se pornească și să se oprească automat. Până când aceste probleme nu sunt rezolvate într-un mod economic, încălzitoarele solare nu vor găsi o utilizare pe scară largă.

Afirmația de mai sus nu este adevărată deoarece, dacă ar fi adevărat că s-ar genera un curent de aer invers atunci când încăperea ar fi mai fierbinte decât aerul din interiorul încălzitorului, căldura extrasă din aerul încăperii în timpul fluxului de aer invers ar fi menținută în interiorul încălzitorului doar pentru o perioadă scurtă de timp, deoarece ar fi în cele din urmă emisă în același mediu din afara încălzitorului de aer. Un astfel de mediu din jurul încălzitorului este, desigur, interiorul încăperii în care este amplasat încălzitorul.

Pentru a aborda posibilitatea unui flux de aer invers, luați în considerare mai întâi faptul că aerul cald ar trebui să urce prin aerul mai rece al încălzitorului, însă dacă aerul ar fi răcit în drumul său spre suprafață, devenind mai rece decât cel din cameră, aerul nu ar curge în sus.

Dacă luăm în considerare fluxul de aer descendent, da, este adevărat că aerul rece se stabilizează atunci când este înlocuit de aer mai cald. Încălzitorul nu va avea aer mai rece, deoarece presupunem că este complet în interiorul camerei și, prin urmare, nu poate exista nicio „pierdere” de căldură din partea încălzitorului în raport cu camera, deoarece dacă cedează căldură, o va ceda camerei. Dacă încălzitorul ar împărți suprafața sa de plastic cu o fereastră exterioară, atunci ar putea exista un curent noaptea, deoarece căldura din interiorul încălzitorului este schimbată către exterior prin intermediul ferestrei care acționează ca schimbător de căldură.

Modele alternative editare

Pentru a îmbunătăți durabilitatea unității dumneavoastră, se poate adăuga un strat protector pe sticlă pentru a-i prelungi durata de viață așteptată la intemperii.

De asemenea, poți încerca să crești turbulența fluxului de aer adăugând deflectoare la dozele de suc. Acest lucru ar trebui să ajute la creșterea transferului de căldură de la metal la aer.

De asemenea, nu ezitați să consultați sau să contribuiți la oricare dintre următoarele forumuri online despre încălzitoarele solare de aer:

• Forumuri ale Asociației de Tehnologie Alternativă
• SolarPowerForum.net
• Instrucțiuni
• Transition Victoria: O inițiativă regională

videoclipuri

Iată câteva videoclipuri instructive care te vor ajuta să construiești un încălzitor de aer solar și poate chiar să te inspiri să îmbunătățești designul.

Referințe